業(yè)界領(lǐng)先的多核異構(gòu)框架RTONBOOT介紹
1、RTOnBoot框架的介紹和特點(diǎn)
成都實(shí)安信科技有限公司于2021年完成了RTOnBoot實(shí)時(shí)框架的開(kāi)發(fā)。RTOnBoot框架是一種Linux和RTOS(實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng))多核異構(gòu)共存的框架,異構(gòu)的一種構(gòu)造是Linux或安卓,另一種構(gòu)造是RTOS。RTOnBoot框架需要對(duì)Bootloader,Linux或安卓,以及RTOS都做出相應(yīng)的改動(dòng)。其中RTOS有我們自研的內(nèi)核,也可以移植網(wǎng)上絕大多數(shù)RTOS,比如 NuttX(類(lèi)似于Linux的API接口,ApacheLicense), ThreadX(安全性和實(shí)時(shí)性強(qiáng)于Vxworks, MIT License)等。
RTOnBoot框架的六大技術(shù)優(yōu)勢(shì):
第一,穩(wěn)定且優(yōu)異的硬實(shí)時(shí)特性,對(duì)Linux或安卓的負(fù)載不敏感。
第二,超快的啟動(dòng)速度。解決了Linux或安卓啟動(dòng)速度慢的難題。
第三,最優(yōu)的核間大容量數(shù)據(jù)交換性能,核間大容量數(shù)據(jù)交換性能納微級(jí)的,而OpenAMP是秒級(jí)的。
第四,最靈活的核間交互手段,除了核間異步消息交互外,Linux或安卓甚至可以直接調(diào)用RTOS的API或訪(fǎng)問(wèn)RTOS的共享變量。
第五,加強(qiáng)的安全性。設(shè)計(jì)了一種加強(qiáng)安全機(jī)制。采用了TrustZone硬件隔離。在linux安全機(jī)制之外進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的安全性且不影響流暢度。
第六,完美的兼容性,移植成功后,與Linux或安卓的生態(tài)(驅(qū)動(dòng)或應(yīng)用)百分之百兼容。
綜上所述,RTOnBoot框架是目前世界上最優(yōu)的多核異構(gòu)共存方案。
2、RTOnBoot框架可應(yīng)用于很多領(lǐng)域
第一,為什么選用RTOnBoot框架而不是現(xiàn)有的實(shí)時(shí)框架xenomai或preempt-RT補(bǔ)丁等。
xenomai或preempt-RT補(bǔ)丁的實(shí)時(shí)性能穩(wěn)定性差。在系統(tǒng)空載時(shí),實(shí)時(shí)性能還不錯(cuò),但穩(wěn)定性也不夠。在系統(tǒng)重載時(shí),實(shí)時(shí)性能下降明顯,且實(shí)時(shí)性能抖動(dòng)明顯,頻繁出現(xiàn)超大延時(shí)。而RTOnBoot實(shí)時(shí)性能穩(wěn)定,且對(duì)系統(tǒng)負(fù)載敏感度不高。在系統(tǒng)重載時(shí),實(shí)時(shí)性能下降不大,且出現(xiàn)大延時(shí)的概率極低。
第二,Ethercat總線(xiàn)是現(xiàn)在最流行和最先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn),Ethercat主站對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高,采用xenomai或preempt-RT補(bǔ)丁的方案在系統(tǒng)負(fù)載重時(shí),會(huì)出現(xiàn)丟包的情況。而系統(tǒng)負(fù)載重在現(xiàn)在AI時(shí)代是很常見(jiàn)的情況。
第三,可以移植工業(yè)軟件OpenPLC或codesys到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上。也移植可以IgH或soem主站到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上。
第四,無(wú)人機(jī)飛控軟件PX4基于NuttX,但現(xiàn)在單片機(jī)上運(yùn)行PX4已經(jīng)出現(xiàn)了CPU占用率過(guò)高的問(wèn)題??梢砸浦睵X4到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上。
第五,單片機(jī)滿(mǎn)足不了現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代和AI時(shí)代對(duì)主站的要求。
第六,有Windows的實(shí)時(shí)方案。但Windows有幾個(gè)致命弱點(diǎn):
1. 成本高,功耗大。
2. Wiindows不開(kāi)源,用戶(hù)定制開(kāi)發(fā)困難。
3. Windows的AI算力靠英偉達(dá)的顯卡,而嵌入式國(guó)內(nèi)更流行用NPU,而且英偉達(dá)的顯卡 供貨是個(gè)問(wèn)題。
4. 現(xiàn)在ARM64的處理能力已經(jīng)接近于X64,完全夠用。
5. Windows的實(shí)時(shí)方案,實(shí)時(shí)性不夠優(yōu)異。
第七,SOC所帶的硬核單片機(jī)核可用于在主飛控平臺(tái)失效時(shí),備份的控制系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)才是最優(yōu)設(shè)計(jì)。
第八,3D打印領(lǐng)域使用RTOnBoot框架也可以帶來(lái)革命性變革??梢园言瓉?lái)運(yùn)行在單片機(jī)上的打印固件移植到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上。可大大提高實(shí)時(shí)性和打印速度,原來(lái)的兩塊板做成一塊板,也提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。工業(yè)級(jí)3D打印這種需求更加迫切。
第九,實(shí)時(shí)系統(tǒng)安全性越來(lái)越受到重視。
第十,精密的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái),像手術(shù)機(jī)器人等這樣的場(chǎng)合出現(xiàn)實(shí)時(shí)抖動(dòng),結(jié)果是用戶(hù)不可接受的。
第十一,已經(jīng)把RTOnBoot框架和ROS相融合??梢曰赗TOnBoot框架創(chuàng)建硬實(shí)時(shí)的ROS節(jié)點(diǎn)。
第十二,數(shù)控加工和精密機(jī)械領(lǐng)域也可以使用RTOnBoot框架來(lái)提高高精度的速度和穩(wěn)定性。
3. 商業(yè)模式
RTOnBoot框架的演示視頻在嗶哩嗶哩上的以下****:
https://www.bilibili.com/video/BV1on4y197Dp/?vd_source=bd86c57a4fc0bbcd4f3e9d0999ce28e2
由于本公司是小公司,為了公司的生存,所以RTOnBoot框架是不免費(fèi)的。
現(xiàn)在提供以下幾種商業(yè)模式供用戶(hù)選擇,價(jià)格由低到高,價(jià)格面議。
第一 提供RTOnBoot框架的移植整合服務(wù),移植整合完成后,開(kāi)放百分之八十源碼,關(guān)鍵代碼不開(kāi)源。
第二,提供RTOnBoot框架的全部源碼,提供移植整合文檔,不負(fù)責(zé)移植整合。
第三,提供RTOnBoot框架的移植整合服務(wù),移植整合完成后,開(kāi)放全部源碼并提供移植整合文檔。
以上收費(fèi)均是一次性的。凡是收費(fèi)了的用戶(hù)均擁有公司專(zhuān)利的使用權(quán)。但不能把源碼公開(kāi)或提供給第三方。
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